En 1004, un groupe de moines de rite italo-byzantin arriva sur les collines de Tusculum. Il était dirigé par un Saint Vieillard qui désirait trouver un lieu pour édifier un monastère "où réunir tous ses frères dispersés". C'était Saint Nil, né à Rossano, en Calabre, d'une famille grecque (la Calabre était alors byzantine).

Il avait fondé plusieurs monastères en Calabre et en Campanie. Hautement estimé par les princes, les empereurs et les papes, l'humble saint, pour fuir les honneurs, était passé d'un lieu à autre et maintenant il se rendait à de Rome pour y finir ses jours en paix. Le biographe, peut-être son disciple Saint Barthélemy, écrit que Nil avait connu «par révélation divine» le lieu de son dernier repos.

Sur les collines de Tusculum les moines furent attirés par les ruines grandioses d'une «villa romaine» et, au milieu, par un édifice bas, en «opus quadratum», primitivement chambre sépulcrale de l'époque républicaine, aménagée en oratoire chrétien depuis le V siècle. Il avait une double grille de fer aux fenêtres: pour cette raison la localité environnante était dite «Crypta Ferrata», puis Grottaferrata. Ici s'arrêtèrent Saint Nil et ses disciples.

La tradition dit que dans la crypte la Mère de Dieu apparut aux deux saints et leur demanda qu'en ce lieu fût édifié un sanctuaire qui lui fût dédié et d'où elle répandrait ses grâces sur toute la contrée. Grégoire, comte de Tusculum, fit cadeau du territoire. On commença alors la construction de l'église et du monastère.

Saint Nil mourut peu après (le soir du 25 septembre 1004). Saint Barthélemy et les autres moines travaillèrent pendant vingt ans à cette oeuvre utilisant les matériaux à l'abandon de la «villa» romaine: colonnes et dalles de marbre, corniches sculptées, blocs de tuf volcanique.

En 1024 le sanctuaire était achevé, «beau, orné de marbres et de peintures, riche en ornements sacrés, admiré par tout le monde». Le 17 décembre de cette année le pape Jean XIX venait le consacrer solennellement, le dédiant à la Mère de Dieu, pendant que les moines chantaient en grec les hymnes sacrées que Barthélemy avait composées pour cette occasion.